高壓供配電系統的電氣設計分析

孫建峰

摘要：本文簡要介紹建筑供配電系統的組成以及高壓供電的基本要求；通過從供電電源的選擇、高壓供配電系統主接線方式的選擇、電力變壓器臺數和容量的選擇等方面對高壓配電系統的設計進行了分析，同時還通過結合簡單實例來介紹供配電系統的設計。

關鍵詞：高壓供配電系統；電氣設計；供電電源；變壓器

前 言

在民用建筑中，一般從市網獲取高壓10KV或低壓0.38/0.22KV（常稱為市電）作為電源供電，將電能按一定方式分配給用戶使用。工程中通過采用各種設備（如變壓器、變配電裝置、配電箱等）和各種材料、元器件（如導線、電纜、開關等）將電源和負荷連接起來，即組成了建筑供配電系統。鑒于供配電在工程中的重要性，本文就高壓供配電系統的設計進行分析。

一、供電電源的確定

民用建筑一般用l0kV電源進行供電，住宅樓和其他公用設施的用電負荷分級宜符合現行的《民用建筑設計防火規范》和《建筑設計防火規范》等規定。供電電源可取自附近區域變電所的供電回路，當民用建筑內同時具有一、二、三級負荷時，應根據區域變電所的變壓器臺數和電源路數確定供電電源，如果區域變電所的電源僅有一路時，可設置自備電源或從別處的區域變電所引來備用電源。

一級負荷的供電電源應符合下列規定：①一級負荷應有兩個電源供電，當其中一個電源發生故障時，另一個電源不會同時受到損壞。②一級負荷中特別重要的負荷，除了由兩個電源供電外，還應該增加一個應急電源，并禁止將其他負荷接入此應急供電系統；二級負荷的供電系統，宜采用兩回線路供電。在地區供電條件困難或負荷較小時，二級負荷可通過一回6KV及以上專用的電纜或架空線路供電。當采用電纜線路時，應采用兩根電纜組成的線路供電，并且每根電纜應能承受100%的二級負荷，當采用架空線時，可為一回架空線供電；；三級負荷的供電系統對電源沒有特別的要求。

二、高壓供配電系統主接線

供配電系統要能夠很好地為國民經濟服務，并切實做好安全用電、節約用電和計劃用電的工作，其主接線必須滿足以下基本要求：（1）可靠性。供電可靠性是建筑供配電的基本要求，主接線應滿足這個條件。停電會給國民經濟各部門帶來嚴重損失，甚至導致人身傷亡、設備損壞、產品報廢、生活混亂等，并造成不良的政治影響。按照供電可靠性的要求，負荷可以分為一級、二級、三級三大類。其中一級負荷不允許停電，二級負荷允許短時停電，三級負荷在供電困難時允許停電。（2）穩定性。主接線應保證必要的電能質量。電壓偏移、電壓波動、頻率偏差等是表征電能質量的基本指標，主接線在各種情況下都應該滿足這方面的要求，把電能質量控制在允許的變動范圍之內，以保證供配電系統的連續、穩定運行。（3）靈活性。主接線要適應各種運行方式和檢修維護方面的要求，并能靈活地進行運行方式的轉換，不僅正常運行時能安全可靠地供電，而且在系統故障或設備檢修時也能根據調度的要求靈活、簡便、迅速地轉換運行方式，使停電時間最短，影響范圍最小，甚至不影響供電。（4）方便性。主接線應使整個系統操作簡便、安全，不易發生誤操作。

三、電力變壓器臺數和容量的選擇

1.變壓器臺數的選擇

選擇變電所主變壓器臺數時應遵守下列原則：（1）對接有大量一、二級負荷的變電所，宜采用兩臺變壓器，可保證一臺變壓器發生故障或檢修時，另一臺變壓器能對一、二級負荷繼續供電。（2）對只有二級負荷的變電所，如果低壓側有與其他變電所相聯的聯絡線作為備用電源，也可采用一臺變壓器。（3）對季節性負荷或晝夜負荷變動較大的變電所，可采用兩臺變壓器，實行經濟運行方式。（4）對負荷集中而容量相當大的變電所，雖為三級負荷，也可采用兩臺或兩臺以上變壓器，以降低單臺變壓器容量。

2.變壓器容量的選擇

選擇變電所主變壓器容量時應遵守以下原則：（1）變電所只裝一臺主變壓器。主變壓器的額定容量SNT應能滿足全部用電設備在計算負荷S30的需要，即SNT≥S30。（2）裝有兩臺主變壓器且互為暗備用的變電所。所謂暗備用，是指兩臺主變壓器同時運行，互為備用的運行方式。（3）裝有兩臺主變壓器且互為明備用的變電所。所謂明備用，是指兩臺主變壓器一臺運行、另一臺備用的運行方式。

四、某綜合樓高壓供配電系統的電氣設計案例

1.本工程為綜合樓，包括辦公和酒店式寫字樓（辦公樓地上為十七層，寫字樓為二十七層）和三層地下室以及立體車庫，該工程的消防設備、電梯、生活水泵、樓梯及電梯前室照明等為一級負荷供電。進線采用兩路10KV高壓進線，在地下室設變配電室一處，在變配電室設置高低壓配電柜、四臺1250KV.A變壓器，供地下室及辦公樓和寫字樓的消防、照明及其動力用電，變配電室設計高低壓配電系統。10KV雙路常供，0.4KV側單母線分段，母聯常開。各用電設備電源從地下變配電室穿管或沿橋架引出。電纜及電線在地下室內敷設以及進入人防區時做密閉封堵。

2.本工程采用高供高計量；低壓側分計量，商鋪、辦公、公共用電及動力用電分別計量，無功功率負荷采用低壓靜電電容器柜進行集中補償，補償后功率因數大于0.9。

3.本工程采用三相五線制即TN-S系統，低壓供電電壓為380/220V。變壓器設中性點接地，設備的保護接地、消防設備接地、弱電系統接地以及建筑的防雷接地采用共同接地體，接地電阻小于1Ω；若實測接地電阻不能滿足設計要求時，增設人工接地裝置。

4.本工程的照明設有一般照明、應急照明和疏散指示照明。其中地下車庫、樓梯間、公共通道和主要出入口、水泵房、配電房、消控中心等設備用房設帶鎳鉻蓄電池的應急照明燈，其中風機房、水泵房、配電房、消控中心以及消防電梯機房連續放電時間不少于120min，其余地方為30min。

五、結束語

工程中通過采用各種設備（如變壓器、變配電裝置、配電箱等）和各種材料、元器件（如導線、電纜、開關等）將電源和負荷連接起來，即組成了建筑供配電系統。文章通過從供電電源的選擇、高壓供配電系統主接線方式的選擇、電力變壓器臺數和容量的選擇等方面對高壓配電系統的設計進行了分析，同時還通過結合簡單實例來介紹供配電系統的設計，給出詳細的供配電系統的設計思路，可為同類工程提供參考借鑒。

參考文獻：

[1]吳綜澤.常用供配電設備選型規定[J].建筑電氣，2007，28（08）.

[2]肖暇山.供配電系統變壓器配置與高低壓供配電方式[J].建筑電氣，2009，27（02）.